机械制造技术基础 07先进制造技术与制造模式.ppt

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1、第七章先进制造技术与制造模式先进制造技术在传统制造技术的基础上融合了计算机技术、信息技术、自动控制技术及现代管理理念等，总结20世纪机械制造学科取得的成就，展望其面向21世纪的发展趋势，机械制造技术的新发展，主要表现在三个方面：（1）与微电子、信息处理技术融合的柔性制造自动化技术；（2）与微型机械、微小尺度关联的精密加工和超精密加工技术；（3）以现代管理理论为基础的先进生产模式和方法。7.1概述7.2机械制造自动化技术7.3快速原型技术7.4先进制造生产模式7.1概述20世纪80年代末，美国首先提出了先进制造技术（AdvancedManufacturingTechno

2、logy，简称AMT）的新概念。20世纪70年代，美国认为制造业是“夕阳工业”1988年，美国政府开始投资进行大规模“21世纪制造企业战略”研究20世纪90年代，美国经济空前繁荣，并提出了一系列先进制造技术的新理论、新思想。如并行工程(CE)、精良生产(LP)、敏捷制造(AM)、虚拟制造(VM)……7.1.1先进制造技术产生的背景7.1.2先进制造技术的定义与特点“先进制造技术（AMT）是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变市场

3、的适应能力和竞争力的制造技术的总称”。先进制造技术具有以下特点：1）AMT是一项综合性技术2）AMT是一项面向21世纪的动态发展技术3）AMT是面向工业应用的技术4）AMT强调环境技术7.1.3先进制造技术的发展趋势1.传统制造技术向高效化，敏捷化，清洁化方向发展2．先进制造技术向精密化、多样化、复合化方向发展3．制造系统向柔性化，集成化，智能化，全球化方向发展4．制造科学，技术与管理向交叉化，综合化方向发展7.2机械制造自动化技术机械制造系统自动化技术自20世纪20年代出现以来，经历了三个主要发展阶段，即刚性自动化、柔性自动化及综合自动化三种方式。1.刚性自动化2.

4、柔性自动化7.2.1机械制造自动化的概念3.机械制造自动化的发展及趋势1）高度智能集成性2）人机结合的适度自动化3）强调系统的柔性和敏捷性4）功能扩展化5）环保化7.2.2计算机集成制造系统（ComputerIntegratedManufacturingSystem）1.CIMS的概念计算机集成制造系统是在信息技术、自动化技术、计算机技术及制造技术的基础上，通过计算机及其软件，将制造工厂的全部生产活动──设计、制造及经营管理（包括市场调研、生产决策、生产计划、生产管理、产品开发、产品设计、加工制造以及销售经营）等与整个生产过程有关的物料流与信息流实现计算机高度统一的综

5、合化管理，把各种分散的自动化系统有机地集成起来，构成一个优化的完整的生产系统，从而获得更高的整体效益，缩短产品开发制造周期，提高产品质量，提高生产率，提高企业的应变能力，以赢得竞争。2.CIMS的构成从功能上看，CIMS包括了一个制造企业中设计、制造、经营管理和质量保证等主要功能，并运用信息集成技术和支撑环境使以上功能有效集成。图7.3描述了各功能模块及其联系。图7.3CIMS的组成7.3快速原型技术快速原型技术（RapidPrototypingTechnology,RPT）是20世纪80年代国外发展起来的一种新技术，它完全是顺应快速开发产品的客观需要而产生的。快速原

6、型技术是一种快速产品开发和制造的技术，利用光、电、热等手段，通过固化、烧结、粘结、熔结等方式，将材料逐层或逐点堆积，形成所需的制件。7.3.1.快速原型技术的基本原理快速原型技术是采用软件离散化和材料堆积的原理实现实体的成形图7.14快速原型技术原理进行快速原型技术制造实体样件时，按照以下步骤进行：1）由CAD软件设计出零件的三维曲面或实体模型，按照一定的厚度在Z向对生成的CAD模型进行切面分层，生成每个截面的二维平面信息。2）对二维层面信息进行工艺处理，选择合适的加工参数，系统自动生成刀具移动轨迹和数控加工代码。3）对加工过程进行仿真，确保数控加工代码正确无误。4）

7、利用数控装置控制激光束或其他工具的运动，在当前层上进行轮廓扫描，加工出适当的截面形状。5）铺上一层新的成形材料，进行下一层面的加工，如此重复，直到整个零件加工完毕。RP技术较之传统的诸多加工方法展示了以下的优越性1）可以制成几何形状任意复杂的零件，而不受传统机械加工方法中刀具无法达到某些型面的限制。2）大幅度缩短新产品的开发成本和周期。3）曲面制造过程中，CAD数据的转化（分层）可百分之百地全自动完成，而不象在切削加工中需要高级工程人员数天复杂的人工辅助劳动才能转化为完全的工艺数按代码。4）不需要传统的刀具或工装等生产准备工作。任意复杂零件的加工只需